Khi đã có chi tiết thiết kế thì chọn Start Æ Manufacturing để vào modul gia công. Trong cửa sổ xuất hiện, với máy từ 4 trục trở lên ta chọn mill_multi-axis.
Giao diện môi trường Manufacturing xuất hiện.
Thiết đặt các tham sốđầu vào trong MCS và WORKPIECE: phôi, chi tiết, đồ gá, vật liệu. chọn dao (Create Tool). Chọn phương pháp gia công (Create Operation), thiết đặt các tham số gia công cần thiết trong Path Setting.
Một vấn đề cần lưu ý với việc lập trình gia công 4 trục trong trường hợp gia công các bề mặt phức tạp có dạng quay quanh trục chính: trục quay C được điều khiển cho nên khi lập trình cho chuyển động này để kết hợp với các chuyển động của dao theo X, Y, Z tạo nên các bề mặt phức tạp. Ta phải thiết đặt trục dao (Tool Axis) với lựa chọn là Away from line (để cho trục dao vuông góc với trục quay C).
Hình 3.15. Mô phỏng Tool Path chi tiết gia công.
Quá trình gia công sẽđược tối ưu hơn nhờ vào chức năng tựđộng thiết đặt tốc độ tối ưu (tốc độ trục chính, tốc độ chạy dao, tốc độ quay của dao) dựa trên vật liệu chi tiết, vật liệu dao, phương pháp gia công (thô, bán tinh, tinh).
Từ thanh menu bar chọn:
Preferences Æ Manufacturing Æ Operation Æ Automatically Set in Operation
Tiếp theo chọn Verify để mô phỏng đường chạy dao.
Sau đó chọn Post Process để xuất chương trình tương ứng với bộđiều khiển
3.3.2. Tổng quan về mô phỏng và kiểm tra (ISV)
Modul mô phỏng và kiểm tra (Integrated Simulation And Verification) hay gọi tắt là ISV. Cho phép mô phỏng một máy CNC với kích thước thật. Quá trình mô phỏng chĩnh xác các chuyển động của máy, bao gồm cả các chức năng tính toán của bộđiều khiển và cấu hình máy.
ISV có kiểm tra va chạm, phát hiện va chạm giữa các phần của máy, đồ gá, dao, chi tiết và trong quá trình gia công. Có thể quan sát các chức năng của bộ điều khiển như các macro, chương trình con, lệnh chu trình và các chức năng lệnh G, M.
ISV cải thiện chất lượng của quá trình gia công bởi sự so sánh giữa chi tiết được thiết kế với chi tiết được gia công trên máy thực. Dẫn đến giảm giá thành sản phẩm bởi loại trừ được quá trình chạy thử (dry run), giảm sự can thiệp bằng tay của người vận hành máy, giảm sự cố hư hại với máy, dao, đồ gá, chi tiết bởi loại trừđược va chạm.
ISV bao gồm các phần sau: Visualize, Simulation, Advanced Simulation, Machine Tool Builder, Machine Tool Driver, Setup Configurator.
Visualize
- Mô phỏng các đường chạy dao. - Không mô phỏng động học máy.
- Có kiểm tra sựăn sâu (gouge) và va chạm (collision). - Hiển thị vật liệu bị gỡ bỏở dạng 2D.
Simulation
- Mô phỏng các đường chạy dao.
- Mô phỏng cơ bản động học máy bao gồm dao và đồ gá. - Thư viện máy và bộđiều khiển thông thường.
- Có kiểm tra sựăn sâu (gouge) và va chạm (collision).
Advanced Simulation
- Mô phỏng hoàn toàn động học máy với mô hình máy thực xây dựng được. - Có kiểm tra sựăn sâu (gouge) và va chạm (collision).
- Có nhiều tùy chỉnh mô phỏng khác nhau. - Có thể liên kết với Post Builder.
- Mô phỏng chính xác máy với các lệnh của máy (G, M)
Machine Tool Builder
- Dùng để xây dựng một cấu hình máy.
- Sử dụng các đối tượng hình học được liên kết trong Assembly.
- Xây dựng các động học của các bộ phận máy, các chuyển động của các trục. - Thiết đặt mô hình đồ gá.
Machine Tool Driver
Hình 3.17. Sơđồ các mối liên hệ trong ISV.
Machine Tool Driver (MTD) hay còn gọi là bộđiều khiển NC ảo. Tạo chương trình CNC để mô phỏng bộ điều khiển CNC. Khởi tạo các chuyển động tương ứng với cấu hình của máy được xây dựng. Các chuyển động của máy được điều khiển bởi MTD. MTD được viết bởi ngôn ngữ Tcl dùng trong NX, nhưng còn có thể được viết bởi các ngôn ngữ cấp cao hơn (C++). MTD có thể mô phỏng các chu trình đặc biệt, các sự kiện (User Defined Events – UDE), các macro, các chức năng của bộ điều khiển mà nhà cung cấp có thể không hỗ trợ.
3.3.3. Xây dựng mô hình mô phỏng máy tiện phay 4 trục
Trong NX, chọn Start Æ All Applications Æ Machine Tool Builder
Thiết lập các bộ phận của máy.
Thiết lập các trục chuyển động tương ứng X, Y, Z, C.
Hình 3.18. Sơđồ máy tiện phay 4 trục.
3.3.4. Xây dựng Post Processor cho bộđiều khiển
Ngoài Windows chọn Start Æ UGS 7.5 Æ Manufacturing Tools Æ Post Builder
Chọn File Æ New
Nhập: Siemens_840D_4x trong phần Post Name
Chọn Post Output Unit là Milimeters
Chọn Machine Tool là 4-Axis with Rotary Table
Chọn Controller Æ Library Æ SIEMENS – Sinumerik_840D
3.3.5. Mô phỏng động học quá trình gia công
Sau khi đã có mô hình máy với post processor tương ứng, ta đã có thể tiến hành mô phỏng động học quá trình gia công trên máy tiện phay 4 trục.
Hình 3.20. Mô phỏng động học quá trình gia công.
Chọn Show Thickness by Color để đánh giá bề mặt xem phần nào còn vật liệu thừa,
phần nào bị dao ăn sâu vào.
3.3.6. Mô phỏng động học một số loại máy khác
Với kỹ thuật tương tự, dưới đây là một số máy CNC đã được xây dựng mô phỏng động học, bao gồm một số post processor thông dụng (Fanuc, Siemens, Heidenhain).
Chương 4
Kết quả và bàn luận
4.1. Kêt luận chung
Để gia công được các sản phẩm có bề mặt phức tạp mà không thể lập trình trực tiếp trên máy được thì phần mềm CAM sẽ là sự trợ giúp mạnh mẽ cho việc lập trình.
Khi lập trình trực tiếp trên máy thì cần phải nắm rất vững cấu trúc lệnh, các mã lệnh của bộđiều khiển đang dùng thì mới lập trình linh hoạt được.
Khi lập trình có sự trợ giúp của phần mềm CAM, thì người lập trình chỉ cần nắm vững kỹ thuật lập trình với phần mềm CAM. Người lập trình chỉ cần biết cơ bản về các mã lệnh của bộ điều khiển đang dùng. Việc xuất đúng mã chương trình tương ứng với bộđiều khiển đang dùng sẽ do Post Processor đảm nhiệm.
Với phần mềm NX, một phần mềm mạnh mẽ trong lập trình CAM, quá trình gia công sẽđược tối ưu hơn:
- Thông qua việc mô phỏng động học máy, ta có thể quan sát được chuyển động của máy, dao, đồ gá, phôi một cách rõ ràng. Giúp loại bỏđược các lỗi va đập, ăn sâu của dao vào chi tiết khi gia công, các vùng còn vật liệu thừa.
- Quá trình gia công sẽđược tối ưu hơn nhờ vào chức năng tựđộng thiết đặt tốc độ tối ưu (tốc độ trục chính, tốc độ chạy dao, tốc độ quay của dao) dựa trên vật liệu chi tiết, vật liệu dao, phương pháp gia công (thô, bán tinh, tinh).
Với NX Manufacturing (lập trình gia công) , NX Machine Tool Builder (tạo mô hình máy CNC), NX Post Builder (tạo Post Processor) thì việc lập trình gia công đã trở nên đơn giản hơn rất nhiều, giúp tiết kiệm thời gian, nâng cao năng suất, giảm giá thành sản phẩm, hiệu quả kinh tế cao.
4.2. Những kết quả chính của luận văn
- Trình bày tổng thể về lập trình gia công với bộ điều khiển Siemens 840D trên trung tâm gia công Maxxturn 65.
- Sử dụng phần mềm NX để lập trình gia công cho chi tiết có bề mặt phức tạp. Gia công sản phẩm trên trung tâm Maxxturn 65.
- Xây dựng được mô phỏng động học quá trình gia công trên trung tâm tiện phay 4 trục, kèm theo là xây dựng Post Processor cho bộđiều khiển Siemens 840D. - Ngoài ra còn xây dựng thêm một số mô phỏng động học của vài dòng máy khác
(WFL M35, DMU50V, Hermle C30) đi kèm theo bao gồm các Post Processor thông dụng (Fanuc, Siemens, Heidenhain) .
4.3. Một số vấn đề có thể tiếp tục mở rộng nghiên cứu
Do sự phức tạp của máy Maxxturn 65, nên mô phỏng động học vẫn còn thiếu nhiều chuyển động cũng như Post Processor còn thiếu nhiều chức năng của bộ điều khiển Siemens 840D (gia công trên trục chính thứ cấp, cơ cấu cấp phôi, tựđộng đóng mở cơ cấu kẹp, …). Vì vậy cần được nghiên cứu phát triển thêm để hoàn thiện.
Thông qua việc nghiên cứu động học của máy Maxxturn 65, thì với các dòng máy khác, với kỹ thuật tương tự, có thể hoàn toàn xây dựng được mô phỏng động học quá trình gia công với tất cả các chuyển động của máy. Cũng như nghiên cứu phát triển hoàn thiện mô phỏng động học với các dòng máy khác như 3 trục, 4 trục, 5 trục và nhiều trục chẳng hạn như mô phỏng động học cho các robot gia công. Kèm theo là bao gồm hoàn thiện việc tạo Post Processor với đầy đủ chức năng cho các bộ điều khiển khác nhau (Fanuc, Siemens, Heidenhain,…) với các dòng máy khác nhau.
Nghiên cứu triển khai ứng dụng trong thực tế sản xuất các kết quả đã nghiên cứu được để hoàn thiện các kết quảđã nghiên cứu.
Tài liệu tham khảo
1. Emco Maier Ges.m.b.H (2009), Emco Maxxturn 65 with Sinumerik 840D
2. Emco Maier Ges.m.b.H (2009), Emco WinNC Sinumerik 810D/840D Turning
3. Emco Maier Ges.m.b.H (2005), Manual Turn Sinumerik 810D/840D
4. UGS Corp (2010), NX 7.5 Documentation 5. UGS Corp (2010), NX 7.5 Cast
6. UGS Corp (2005), Mill Manufacturing Proces
7. UGS Corp (2005), Turning Manufacturing Process
8. UGS Corp (2005), Multi-Axis Techniques
9. UGS Corp (2005), NX Manufacturing Fundamentals
10. UGS Corp (2005), Advanced Machining Applications
11. Ming C. Leu (2009), NX7 For Engineering Design, Missouri University Of Science And Technology
12. UGS Corp (2005), Post Building Techniques
13. UGS Corp (2008), Post Training
14. UGS Corp (2004), Milling With Sinumerik 5-Axis Machining
15. UGS Corp (2004), Practical Applications Of Unigraphics
16. UGS Corp (2004), UG post-processor customized training
17. UGS Corp (2005), Applications Of Advanced Simulation
18. UGS Corp (2005), Advanced Assembly Techniques
19. UGS Corp (2005), Design Applications Using NX
20. UGS Corp (2005), MoldWizard Design Process
21. UGS Corp (2005), Drafting Essentials
22. UGS Corp (2005), Mechanical Free Form